Attivita Robot@Verdeto 2 MARTE - MCM Ecosistemi · Scoperta e curiosità Essere curiosi da sapore...

Robot @Verdeto seconda vacanza scientifica

Realizzato con il cuore da:

Paolo Rossetti

in collaborazione con Umberto Cannella,

Jacopo Ghillani, Don Pietro Cesena,

Daniela Scotti e Giovanni Mandelli

© 2017 Copyright

Associazione di promozione sociale BRT Be Ready To – La forma del Cuore e Parrocchia Santi Angeli Custodi di Borgotrebbia

Stampato in autonomia per i partecipanti alla seconda vacanza estiva “Robot @Verdeto” in 40 copie.

Robot @Verdeto 2017 BRT Be Ready To Pagina di 2 56

PROGRAMMA della Vacanza 4

Seconda Vacanza Scientifica – Il tema: Destinazione Marte 7 I principi che ispirano la nostra vacanza 7

Marte – oltre il pianeta 8

Il pianeta Marte 9 Missioni passate 10

Missioni in corso 11

Andare su Marte tornare a casa: atterrare e ripartire 12 I veicoli spaziali 12

Il Mars Science Laboratory 13

Il viaggio verso Marte 15

L’atterraggio 15

Il decollo da Marte 16

Le tre leggi di Newton 17

Film - The Martian: Il sopravvissuto 19

Thymio il robot educativo 21 Programmare Thymio con Visual Programming Language 24

I blocchi di programmazione VPL – Blocchi BASE 25

I blocchi di programmazione VPL – Blocchi AVANZATI 26

Terreno, Acqua e Coltivazione 27 Acqua su Marte 27

Visita ai laboratori scientifici di analisi di MCM Ecosistemi 28

Dott. Paolo Manfredi – MCM Ecosistemi 29

Vita su Marte 29

Energia: fotovoltaico e induzione 30 Energia solare e pannelli fotovoltaici 30

Induzione - Caricatori wireless e trasmissione dell’energia senza fili 31

La superconduttività 32

Prof. Lucio Rossi – CERN 32

Comunicazione: i codici 33 Imparare a contare 33

Istruzioni 33

Il Codice MORSE 36

R2T2 (Remote Rescue Thymio II) 37 Prof. Francesco Mondada – EPFL 38

Risorse a disposizione 39

Quesiti scientifici 40

Risposte ai quesiti scientifici 41

Vuoi diventare astronauta? 43

Lo smartphone in vacanza 44

Scienza e fede. I libri sapienziali nella Bibbia 45

Strumenti Utili 48 Scheda Atterraggio Morbido 48

Istruzioni per costruire il veicolo a razzo 49

Bibliografia e Siti di riferimento per chi vuole approfondire 51

Dietro le quinte… 54


PROGRAMMA della Vacanza

Domenica 2 luglio 2017

Lunedì 3 luglio – Andare su Marte

ORA Attività Dove Chi

17:30 Arrivo e sistemazione bagagli nelle camere Maschi Canonica Femmine Sottotetto

Jacopo

Pagamento quote, consegna e identificazione PC Tavolo accoglienza Paolo + Aiuto

Giro di ambientazione x genitori e figli Locali Verdeto Don Pietro

19:00 Benvenuto e saluto ai genitori Anfiteatro Tutti

19:30 Cena Sala da pranzo

20:45 Gioco di presentazione - formazione squadre e giochi

ex-Teatrino Jacopo e Paolo

23:00 Buona notte Maschi Canonica Femmine Sottotetto

tutti


8:00 Sveglia

8:30 Colazione - Igiene personale e riordino Sala Pranzo

9:00 Lettura del Mattino LUNEDI Anfiteatro Don Pietro

9:20 Il tema della vacanza: Il Pianeta Marte: Trivial con Thymio Esploratore.

ex-Teatrino Paolo e Umberto

10:45 Merenda e Ripresa attività: Scatola risorse e VideoLOG Tavolaccio Jacopo e Paolo

13:00 Pranzo Sala Pranzo

14:00 Gioco scientifico esperimenti a squadre Atterraggio Soft Teatrino x spiegazione poi all’aperto

Paolo e Umberto

16:30 Gioco scientifico esperimenti a squadre Razzi Teatrino x spiegazione poi all’aperto

Paolo e Umberto

19:30 Cena e VideoLOG Sala Pranzo

21:00 Film The Martian ex-Teatrino



Martedì 4 - Abitare su Marte: Terra e Acqua

Mercoledì 5 - Energia


8:00 Sveglia


9:00 Lettura del Mattino MARTEDI Anfiteatro Don Pietro

9:30 Programmazione Thymio ex-Teatrino Paolo

11:30 Merenda e poi Sfida recupero campione terreno con Thymio

Tavolaccio Paolo


14:00 Parco Acquatico RiverPark Ritrovo Anfiteatro Jacopo


21:00 MCM Ecosistemi - Analisi dei campioni ex-TeatrinoAnfiteatro

Dr. Manfredi



8:00 Sveglia


9:00 Lettura del Mattino MECOLEDI Anfiteatro Don Pietro

9:30 Energia Fotovoltaico e Induzione ex-Teatrino Umberto

11:30 Merenda - Sfida programmazione carica Thymio Tavolaccio Paolo


14:00 Prof. Lucio Rossi - videoconf ex-Teatrino

16:30 Merenda - Gioco o circuito a induzione ex-Teatrino + Tavolaccio

Umberto


21:00 Escape Game ex-Stalla Jacopo



Giovedì 6 - Codici e comunicazione

Venerdì 7 – R2T2 Avventura


8:00 Sveglia


9:00 Lettura del Mattino GIOVEDI Anfiteatro Don Pietro

9:30 Codici di comunicazione ex-Teatrino Paolo

10:45 Merenda - sfida programmazione codice Tavolaccio Paolo


14:00 Giochi Ritrovo Anfiteatro Giovanni

16:30 Merenda e passeggiata Daniela

19:30 Pizzata robotica e Videoriprese Sala Pranzo

21:00 Giochi, musica e creazione video da video LOG

Buona notte Maschi Canonica Femmine Sottotetto


8:00 Sveglia


9:00 Lettura del Mattino VENERDI Anfiteatro Don Pietro

9:30 Preparazione a R2R2 ex-Teatrino Paolo

10:00 R2T2 Tavolaccio e exTeatrino

Paolo

13:00 Pranzo Sala Pranzo Tutti

14:00 Presentazione video e racconti ex-Teatrino Tutti

15:30 PARTENZA


Seconda Vacanza Scientifica – Il tema: Destinazione Marte

Abbiamo scelto un tema di estrema attualità che ci può offrire innumerevoli spunti di divertimento e per apprendere

qualcosa.

Andare su Marte è certamente la missione più ambiziosa e complessa per la tecnologia del nostro secolo.

Questo tema e questa vacanza sono state pensate per dar modo di vivere insieme e confrontarci su temi scientifici e

di vita e speriamo per trasmettervi dei valori che guidano le nostre esistenze e speriamo anche le vostre in futuro.

Come tutte le vacanze siamo tutti protagonisti. Ognuno di noi porterà le proprie esperienze, le proprie passioni e

cercheremo di farvi vivere molte avventure ed incontrare persone diverse, programmare dei piccoli robot e cercare di

mettere al lavoro il nostro cervello.

Per stare insieme al meglio ci daremo delle regole e condivideremo dei valori. Alcuni di questi ve li presentiamo qui di

seguito.

I principi che ispirano la nostra vacanza

Errore

Sbagliare qui non è un problema! La robotica educativa celebra l’errore. Sbagliando si impara. E si inventa! Come

abbiamo letto nella Grammatica della Fantasia di Gianni Rodari e stampato sulla maglietta per la prima edizione della

vacanza scientifica a Verdeto. Qui impariamo facendo errori, formulando ipotesi, cercando di affrontare come

possiamo un problema, una sfida, un gioco e cercando di migliorare sempre. Nessuno giudica. Tutti sono chiamati a

impegnarsi. Nessuno darà un voto. Come nella vita, qui una cosa o funziona o non funziona. Punto. Magari non

abbiamo ancora trovato la soluzione. Ma ci stiamo lavorando!

Collaborazione e cooperazione

Collaborare significa avere uno spirito ed un obiettivo comune. Cooperare significa sapersi dividere il lavoro

all’interno delle squadre e tra squadre per affrontare un problema che vogliamo risolvere. Queste due competenze

diventano sempre più importanti di questi tempi. Le missioni spaziali ci insegnano che è fondamentale collaborare e

che è vitale imparare a lavorare assieme. A risolvere insieme problemi complessi e darci una mano! A incontrarci.

Nello spazio senza queste competenze si muore. Ma anche sul pianeta Terra chi non sa collaborare e cooperare si

perde davvero molto isolandosi.

Scoperta e curiosità

Essere curiosi da sapore alla vita. Quando smetti di essere curioso in fondo inizi a morire diceva Aristotele un filosofo

dell’antica Grecia. Albert Einstein diceva di non possedere speciali talenti ma di esser dotato di una incredibile

curiosità. La scienza è solo un modo per organizzare la propria curiosità . Noi speriamo tanto che tu sia curioso.

Cercheremo di nutrire la tua curiosità. Non sappiamo tutte le risposte ma le cerchiamo!

Tenacia e adattamento

Credo che il messaggio più importante sia quello di diventare tenaci, di desiderare con ostinazione di superare voi

stessi, di provarci sempre e di non mollare mai. Raggiungere la Luna, andare su Marte sono sfide al limite della follia.

Ma sono questi sogni che da sempre muovono l’umanità. La capacità di adattarsi per sopravvivere e per raggiungere

e realizzare quello per cui ciascuno di noi è stato creato sono dei valori che vorremmo trasmettere in questa

avventura.

Frugalità

Ed infine elogiamo la capacità di non sprecare. Di usare quello che serve per uno scopo. Vogliamo lasciare il mondo un

pò meglio di come lo abbiamo trovato sapendo che le risorse sono sempre limitate.


Marte – oltre il pianeta

Ben prima che le sonde Viking ci fornissero informazioni sul pianeta

Marte era ben presente nella storia dell’umanità.

I babilonesi chiamavano Marte Nergal, il dio del fuoco, della guerra e

delle pestilenze rappresentato come un uomo–leone.

Gli Induisti riferivano a Marte la dea Mangala, nata dal sudore di

Shiva.

In sanscrito il nome di Marte è Angaraka, dio della guerra.

Gli egiziani chiamavano Marte Horus sull’Orizzonte o Horus il

rosso.

La città Il Cairo, capitale dell’Egitto, deve il suo nome al pianeta

Marte: Al Qahira, un nome antico del pianeta.

I cinesi ed i coreani videro in Marte la stella di fuoco e lo associarono a

guerra e omicidi e al quinto elemento della mitologia cinese: il fuoco.

Il greco Platone chiamava Marte Ares, il figlio di Zeus e Hera.

Due dei tre figli di Ares erano Phobos (paura) e Deimos (terrore) che

hanno dato poi il nome alle due lune del pianeta Marte.

I romani adottarono le divinità della Grecia e chiamarono Ares con il nome

di Marte che con la dea vestale Rea-Silvia generò due figli Romolo e

Remo che fondarono Roma. Pertanto i romani si chiamavano tra loro figli di

Marte.

Il mese di marzo, il giorno di martedì, i nomi Marco, Marcello, Martino, il

pianeta Marte, il popolo dei Marsi e il loro territorio Martia Antica (l'odierna

Marsica) devono a Marte il loro nome.

Gli antichi monumenti rappresentano il dio Marte in maniera piuttosto uniforme;

quasi sempre Marte è raffigurato con indosso l'elmo, la lancia o la spada e lo scudo.

È raffigurato a piedi o su un carro trainato da due cavalli imbizzarriti, ma ha sempre

un aspetto combattivo.

Marte è vicino alla terra ed è anche visibile ad occhio nudo. Per questo è noto sin dai

tempi antichi.

La distanza tra il pianeta Marte e la Terra varia ogni due anni.

E così anche la sua visibilità di conseguenza.

Quando è nella sua orbita alla massima distanza dalla terra si trova a circa 250

milioni di miglia, quando più vicino si trova a 35 milioni di miglia e diventa molto

visibile, dopo la Luna e il pianeta Venere è il pianeta più visibile di notte.

A rendere il suo comportamento speciale vi è anche il fatto che il pianeta Marte talvolta mostra un movimento

retrogrado.

Forse è per il suo colore, la sua visibilità ad occhio nudo e per le sue caratteristiche di movimento questo pianeta ha

sempre avuto un grande effetto sull’umanità.


Il pianeta Marte

Marte viene spesso chiamato il 'pianeta rosso' perché nel cielo notturno appare come una stella arancione-rossa. Il

colore spinse gli antichi greci e romani a chiamarlo come il loro dio della guerra.

Oggi, grazie ai satelliti esplorativi e scientifici, sappiamo che

l'aspetto del pianeta è dovuto alla prevalenza della ruggine

nelle rocce marziane.

Marte è il quarto pianeta a partire dal Sole.

Il sol, ovvero il giorno marziano, è assai vicino al giorno

terrestre, con una durata media di 24 ore, 39 minuti e 35

secondi.

L'estensione della superficie di Marte è pari a circa il

28,4% di quella terrestre.

L'inclinazione assiale di Marte è pari a 25,19°; quella

terrestre vale 23,44°. Marte gode pertanto di un ciclo delle

stagioni del tutto analogo a quello terrestre, sebbene la loro

durata sia quasi doppia, poiché l'anno marziano corrisponde

ad 1,88 anni terrestri.

Orbita attorno al Sole a una distanza media di 228 milioni

di km, una volta e mezzo la distanza della Terra, quindi eventuali visitatori umani lo troverebbero molto freddo.

Sebbene le estati nei pressi dell'equatore possano essere piuttosto tiepide, la temperatura media è di 63 gradi

Celsius sotto lo zero, simile agli inverni in Antartide. Inoltre, le notti possono essere freddissime.

I primi uomini su Marte dovranno affrontare anche altri problemi. L'aria è circa 100 volte meno densa rispetto alla

Terra ed è composta per la maggior parte da diossido di carbonio (CO2) . Gli esploratori umani dovranno indossare 1

maschere a ossigeno e tute speciali ogni volta che usciranno dalle proprie abitazioni sigillate.

Le violente tempeste che colpiscono il pianeta possono sollevare grosse nubi di polvere. A volte queste nubi si

estendono con tale rapidità sull'intero pianeta da nascondere alla vista tutta la superficie.

All'osservazione, Marte presenta delle variazioni di colore, imputate inizialmente alla presenza di vegetazione

stagionale, che al variare dei periodi dell'anno cambiava di colore. Tuttavia, le osservazioni spettroscopiche

dell'atmosfera avevano da tempo fatto abbandonare l'ipotesi che vi potessero essere mari, canali e fiumi oppure

L'anidride carbonica (nota anche come biossido di carbonio, più correttamente diossido di carbonio) è un ossido acido 1

(anidride) formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È una sostanza fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali. È ritenuta uno dei principali gas serra presenti nell'atmosfera terrestre. È indispensabile per la vita e per la fotosintesi delle piante. (https://it.wikipedia.org/wiki/Anidride_carbonica)Robot @Verdeto 2017 BRT Be Ready To Pagina di 9 56

https://it.wikipedia.org/wiki/Anidride_carbonica

un'atmosfera sufficientemente densa. Il colpo di grazia a questa ipotesi fu dato dalla missione Mariner 4 che nel

1965 mostrò un pianeta desertico e arido, caratterizzato da tempeste di sabbia periodiche e particolarmente

violente. La speranza che Marte possa accogliere la vita è tuttavia stata ripresa in considerazione da quando il

modulo Phoenix Mars Lander ha scoperto acqua sotto forma di ghiaccio, il 31 luglio 2008.

Attorno a Marte orbitano due satelliti naturali, Phobos e Deimos, di piccole dimensioni e dalla forma irregolare,

probabilmente due asteroidi catturati dal suo campo gravitazionale.

Marte prende il nome dall'omonima divinità della mitologia romana.

Il simbolo astronomico del pianeta è la rappresentazione stilizzata dello scudo e della lancia del

dio.

Numerose sono state le missioni verso Marte intraprese dall'Unione Sovietica, Stati Uniti, Europa e Giappone per

studiarne la geologia, l'atmosfera e la superficie. Circa i due terzi delle missioni tuttavia sono risultate degli

insuccessi costituiti da perdite e da vari inconvenienti tecnici.

Missioni passate

Il primo successo si ebbe nel 1964 con il passaggio in prossimità di Marte

del Mariner 4 della NASA.

Il primo atterraggio invece avvenne nel 1971 grazie ai sovietici Mars 2 e

Mars 3 che però persero i contatti con la Terra pochi minuti dopo.

In seguito fu creato il programma Viking del 1975 lanciato dalla NASA che

consisteva in due satelliti orbitanti con un modulo di atterraggio che

raggiunsero il suolo nel 1976.

Il Viking 1 rimase operativo per sei anni mentre il Viking 2 per tre.

Grazie alla loro attività si ebbero le prime foto a colori della superficie

marziana e mappature di qualità tale da essere ancora usate.

Nel 1988 i moduli sovietici Phobos 1 e 2 furono inviati per lo studio di Marte e delle sue due lune.

Si perse il segnale di Phobos 1 mentre era in viaggio e Phobos 2 riuscì a inviare foto del pianeta e di Phobos ma si

guastò giusto prima di liberare due sonde sulla luna.

Non ha avuto miglior sorte la missione Phobos-Grunt lanciata nel novembre del 2011 e precipitata a terra nel gennaio

successivo, dopo che problemi tecnici occorsi subito dopo l'immissione in orbita terrestre bassa hanno impedito la

prosecuzione del viaggio verso il suo obiettivo.

Dopo il fallimento nel 1992 del Mars Observer, la NASA nel 1996 inviò il Mars Global Surveyor.

La missione di mappatura fu un completo successo e si concluse nel 2001. I contatti si interruppero nel novembre del

2006 dopo 10 anni nell'orbita marziana.

Un mese dopo il lancio del Surveyor, la NASA lanciò il Mars Pathfinder

che trasportava il robot da esplorazione Sojourner che ammartò

nell'Ares Vallis.

Anche questa missione fu un successo e divenne famosa per le immagini

che inviò sulla Terra.

Il Phoenix Mars Lander, lanciato il 4 agosto 2007, raggiunse il polo nord

marziano il 25 maggio 2008. Il modulo era dotato di un braccio meccanico

con un raggio d'azione di 2,5 metri in grado di scavare per 1 metro nel

suolo e disponeva inoltre di una telecamera in miniatura che il 15 giugno

2008 scoprì una sostanza che si rivelò essere acqua.

La missione si concluse con la perdita definitiva di ogni contatto, al sopraggiungere della stagione invernale marziana.

Tra il 2007 ed il 2011, l'ESA e la Russia condussero una simulazione del viaggio umano verso Marte e ritorno,

nell'ambito del progetto Mars-500.


Nel 2001 la NASA inviò il satellite Mars Odyssey. Il satellite, dotato di

uno spettrometro a raggi gamma, ha identificato grandi quantità di

idrogeno nella regolite marziana. Si ritiene che l'idrogeno fosse

contenuto in ampi depositi di ghiaccio. La missione scientifica della

sonda terminò nel 2010 e da allora è utilizzato come satellite di

collegamento nelle comunicazioni tra le missioni sulla superficie del

pianeta ed i centri di controllo a terra.

Nel 2003 l'ESA lanciò il Mars Express Orbiter assieme al modulo di

atterraggio Beagle 2 che venne dichiarato perso agli inizi del febbraio

2004. La squadra del Planetary Fourier Spectrometer, alloggiato nel

satellite, scoprì il metano su Marte. Nel giugno 2006 l'ESA inoltre

annunciò l'avvistamento di aurore sul pianeta. Il 12 agosto 2005 fu la

volta del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA che arrivò a

destinazione il 10 marzo 2006 per una missione di due anni. Tra gli

obiettivi c'era la mappatura del terreno marziano e delle condizioni

atmosferiche per trovare un luogo di atterraggio adatto alle prossime

missioni

Missioni in corso

I due rover gemelli Spirit (MER-A) e Opportunity (MER-B), lanciati dalla NASA, raggiunsero il suolo marziano con

successo nel gennaio 2004.

Tra le scoperte principali si ha la prova definitiva dell'esistenza di acqua allo stato liquido nel passato, grazie al

ritrovamento delle sue tracce in entrambi i punti di atterraggio.

I diavoli di sabbia e le forti correnti inoltre hanno allungato la vita dei rover grazie alla continua pulizia dei loro pannelli

solari.

Il 22 marzo 2010 si persero i contatti con Spirit, Opportunity è invece, al 2016, ancora attivo.

Il 6 agosto 2012 atterrò su Marte il rover Curiosity, il maggiore per dimensioni e complessità tecnologica sviluppato

dalla NASA, con l'obiettivo di investigare sulla passata e presente capacità del pianeta di sostenere la vita.

La sonda ha trovato acqua, zolfo e sostanze clorurate nei primi campioni di suolo marziano, a testimonianza di una

chimica complessa.

La Mars Orbiter Mission fu la prima missione per l'esplorazione di Marte dell'Indian Space Research Organisation

(ISRO). Il vettore fu lanciato il 3 novembre 2013 per raggiungere l'orbita marziana il 24 settembre 2014.

La missione fu ideata per sviluppare le tecnologie necessarie per la progettazione, programmazione, gestione e

controllo di una missione interplanetaria.

La sonda MAVEN fu lanciata con successo il 18 novembre 2013 con un razzo vettore, per inserirsi in una orbita ellittica

attorno a Marte il 16 settembre del 2014, ad una altezza compresa tra 90 miglia (145 km) e 3 870 miglia (6 228 km)

dalla superficie.

Il 14 marzo 2016 l'ESA ha lanciato il Trace Gas Orbiter (TGO) e il Lander Schiaparelli, parte della missione ExoMars,

un progetto in cui l'Italia risulta essere il primo finanziatore e italiana è anche molta della tecnologia di bordo.

Il Lander Schiaparelli ha tentato, senza successo, di atterrare il 16 ottobre dello stesso anno.


Andare su Marte tornare a casa: atterrare e ripartire

I veicoli spaziali

Un veicolo spaziale è un veicolo progettato per essere lanciato nello spazio.

Può essere utilizzato per osservare la Terra, per la comunicazione, la navigazione e le esplorazioni spaziali. Alcune

veicoli spaziali sono pensati per essere "abitati" dall'uomo durante i voli nello spazio, mentre altri trasportano i

materiali che occorrono sulle stazioni spaziali.

Visto che non c'è aria nello spazio, un veicolo spaziale può avere più o meno qualsiasi forma. Le dimensioni, invece,

rappresentano un problema maggiore. Il veicolo spaziale deve poter rientrare nella carenatura del missile. Inoltre, il

missile deve avere abbastanza potenza da portarlo in orbita.

Il primo satellite del mondo, lo Sputnik, pesava 83,6 kg ed era grande come un palla da basket. I moderni satelliti per

le telecomunicazioni possono pesare più di 6 tonnellate (6.000 kg).

I moduli utilizzati per costruire le stazioni spaziali sono ancora più grandi. L'ATV (Automated Transfer Vehicle)

dell'ESA pesa 20 tonnellate e può trasportare fino a 9 tonnellate di carico ed esperimenti fino alla Stazione Spaziale

Internazionale.

La forma di un veicolo spaziale dipende principalmente dal fatto che debba ruotare o no nello spazio.

Alcuni satelliti, come Meteosat, ruotano e hanno quindi una forma a tamburo.

Ma la maggior parte dei satelliti di oggi è di forma quadrata e non ruota. I loro strumenti di bordo, come le

telecamere, rimangono rivolti nella stessa direzione per la maggior parte del tempo.

Alcuni trasportano grandi 'ali', cioè pannelli solari, che trasformano la luce del Sole in elettricità, e girano in modo da

puntare sempre verso il Sole.

I satelliti più piccoli spesso hanno invece pannelli solari piatti lungo i quattro lati.

I moduli di atterraggio sono diversi. Devono infatti sopportare un fortissimo calore mentre attraversano l'aria

scendendo ad alta velocità. Ad esempio la sonda Huygens dell'ESA, atterrata su Titano, ha la forma di un disco con

uno scudo termico posto anteriormente.


Il Mars Science Laboratory 2

Il Mars Science Laboratory, anche conosciuto come Curiosity è il più noto robot che abbiamo mandato su Marte.

È un robottino, il termine tecnico è rover automatico, l’ultimo di una lunga serie di robot che sono stati inviati su

Marte con il preciso compito di rispondere ad alcuni interrogativi, primo tra tutti: ” Marte ospita o ha ospitato nel

passato una qualche forma di vita?”

Il Curiosity è un rover dell’Agenzia spaziale americana (NASA).

È stato lanciato da Cape Canaveral il 26 novembre 2011. Dopo un viaggio nello spazio durato oltre 8 mesi, il 6 agosto

2012 Curiosity si è tuffato nell’atmosfera di Marte e, con un’ articolata manovra degna dei migliori astronauti, è

atterrato con successo sul suolo del Cratere Gale, dove doveva rimanere in funzione per almeno un anno marziano

(approssimativamente due anni terrestri).

L’obiettivo della missione è di studiare se esistono condizioni favorevoli per la vita microbica e anche di scovare

eventuali tracce di vita passata.

Curiosity è un vero gigante della sua categoria. Simile a un piccolo SUV, è lungo circa 3 metri con un peso di 900 kg

(di cui 80 solo di strumentazione scientifica).

È due volte più lungo e cinque volte più pesante dei due famosi rover gemelli, Spirit e Opportunity, della missione

NASA Mars Exploration Rovers arrivati su Marte nel 2004.

Curiosity possiede, se facciamo una analogia con un essere vivente, un corpo e degli speciali “organi”.

Il corpo

Il corpo, chiamato Warm Electronics Box (WEB), è simile a un telaio molto resistente di un’automobile, in grado di

proteggere i computer e tutto il sistema elettronico, l’equivalente del cervello e del cuore. Il corpo mantiene sotto

controllo gli organi vitali e anche la temperatura “corporea”.

Fonte: http://www.eniscuola.net/2012/10/26/la-missione-curiosity-e-lesplorazione-di-marte/2


Il cervello

Per sopravvivere su Marte ci vuole cervello, e Curiosity – è il caso di dirlo – è super intelligente. A differenza degli

uomini e degli animali, il suo cervello (un computer) si trova all’interno del “busto”, in un modulo chiamato Rover

Compute Element (RCE). Il cervello/computer possiede una speciale memoria in grado di sopportare le radiazioni

provenienti dallo spazio e di non cancellare i dati quando il rover viene spento di notte. Il sistema nervoso, che nel

corpo umano gestisce l’elaborazione dei segnali bioelettrici, nel rover è rappresentato da un’interfaccia denominata

BUS, che scambia dati con gli strumenti scientifici e i sensori e coordina le comunicazioni con la Terra. Il cervello

registra inoltre lo stato di salute del rover, la temperatura e altri parametri vitali.

Le gambe

Curiosity possiede particolari gambe, rappresentate da 6 ruote ognuna con il proprio motore, che gli permettono di

compiere movimenti precisi lungo i tre assi, grazie anche a un particolare sistema di equilibrio, rappresentato da

un’unità di misurazione inerziale (IMU). Questa unità viene usata durante gli spostamenti per assicurarsi che le

traversate avvengano in sicurezza e per stimare l’inclinazione del terreno. Il rover è capace inoltre di aggirare gli

ostacoli autonomamente e di variare la propria velocità a seconda delle condizioni del terreno e della visibilità,

muovendosi a una velocità che può raggiungere i 90 metri all’ora in navigazione automatica. Durante i due anni di

missione, percorrerà circa 6 km.

Gli occhi

Come faranno gli scienziati sulla Terra a studiare il suolo di Marte? Semplice, gli occhi di Curiosity saranno i loro occhi.

E nel caso di Curiosity avranno addirittura a disposizione 17 occhi rappresentati da telecamere, ognuna con specifici

compiti: alcune vengono usate per la navigazione, altre per le indagini scientifiche.

Le Hazcam sono 4 paia di telecamere installate sulle parti anteriore e posteriore del rover che utilizzano luce

visibile per catturare immagini tridimensionali del terreno fino a 3 metri di distanza. Esse permettono al rover di non

perdersi o di non sbattere inavvertitamente contro ostacoli imprevisti. Due paia di occhi Navcam sono installate sul

montante (il “collo e la testa” del rover). La telecamera di navigazione è rappresentata da una coppia di telecamere

che garantiscono una visione stereoscopica, ognuna con 45 gradi di campo visivo. Esse permettono agli scienziati e

agli ingegneri sulla Terra di seguire e pianificare la navigazione. Lavorano in collaborazione con le telecamere Hazcam

per evitare i pericoli, fornendo una visione complementare del terreno.

La mano

Curiosity non si limita però solo a osservare. Come un vero scienziato preleva campioni del suolo e conduce analisi

chimico-fisiche del terreno. Ha, infatti, anche una mano, chiamata torretta, posta alla fine del suo braccio, che

trasporta un trapano, un pennello, che serve per rimuovere la polvere di roccia prodotta da un potente laser in grado

di polverizzare la roccia fino a 7 metri di distanza, e una macchina fotografica per immagini ravvicinate. Il rover

possiede inoltre uno spettrometro in grado di analizzare la composizione chimica delle rocce e i minerali alterati

dall’acqua e di rilevare composti basati sul carbonio, le sostanze organiche che rappresentano i mattoni della vita.

Un rover nucleare

Per compiere tutti i suoi esperimenti e muoversi sul solo marziano ci vuole un grande apporto di energia. Di cosa si

alimenta Curiosity? Tutta l’energia necessaria a soddisfare due anni di attività sul Pianeta Rosso è fornita da un

generatore termoelettrico a radioisotopi (RTG), come quelli impiegati dai lontani predecessori Viking 1 e Viking 2 nel

1976. Non cercate quindi pannelli solari sul suo corpo, perché Curiosity proprio non ha bisogno dell’energia del Sole, è

un rover a energia nucleare. In sostanza l’RTG trasforma in energia elettrica il calore (energia termica) liberato dal

decadimento radioattivo del plutonio-238. Il calore in eccesso viene inoltre impiegato per mantenere i sistemi e

l’elettronica a temperature ottimali.


Una piccola curiosità: Curiosity porta con sé un pezzo d’Italia, infatti, al suo interno c’è un piccolo chip che contiene

l’autoritratto di Leonardo Da Vinci e il Codice del Volo, un omaggio al grande scienziato che per primo ha studiato e

descritto il volo degli uccelli.

Il viaggio verso Marte

A causa della distanza tra Terra e Marte, la missione sarà più rischiosa e più costosa di quelle che portarono l'uomo

sulla Luna. Dovranno essere preparate scorte e carburante per un viaggio di 2-3 anni e il veicolo spaziale dovrà

possedere degli scudi per proteggere dalla radiazione solare.

L'idea più accreditata consiste in un trasferimento diretto, dalla durata di sei o otto mesi, degli astronauti dalla Terra

a Marte, senza lo scalo sulla Luna previsto in altre proposte. Una volta giunti su Marte, gli astronauti dovrebbero

rimanervi per circa diciotto mesi, in attesa dell'apertura di una nuova finestra di lancio verso la Terra.

Il costo della missione, che richiederebbe lo sforzo congiunto delle maggiori agenzie spaziali del mondo, è stato

stimato in circa 50 miliardi di dollari - dieci volte inferiore rispetto ai 500 miliardi di dollari preventivati dagli

scienziati della NASA alla fine degli anni ottanta .

Nell'ambito del programma Aurora, l'ESA prevede lo sbarco di uomini su Marte nel 2030. 3

L’atterraggio

In vacanza vedremo il video della NASA sull’Atterraggio del Curiositiy.

Fino a oggi, l'oggetto più massiccio che abbiamo inviato alla superficie di Marte è stato il rover Curiosity, che pesava

una tonnellata. Ti ricordi quanti chilogrammi equivale ad una tonnellata? Mille o cento? 4

Far atterrare un oggetto su Marte, specialmente se pesa diverse tonnellate, non è facile come farlo sulla Terra, dove

una capsula può cadere quasi letteralmente dal cielo sfruttando l’atmosfera per ridurre la velocità della sua discesa.

Su Marte, dove l'aria è spessa un centesimo di quella della Terra, l’impatto con l’atmosfera può farti bruciare ma non

rallentare di molto la tua caduta.

Dopo 8 mesi e mezzo di viaggio nello spazio, protetto da una capsula, la più grande mai entrata nell’atmosfera di un

pianeta, Curiosity ha affrontato la difficile fase dell’atterraggio. Sono bastati 420 secondi, sette minuti definiti di

“terrore”, per rallentare da una velocità di ingresso in atmosfera di 21.000 chilometri orari fino a posarsi

delicatamente nell’area del cratere di Gale, all’equatore marziano. Sono stati 7 minuti di manovre azzardate e da

brivido, in cui la sonda ha dovuto auto pilotarsi, dato che un segnale impiega circa 14 minuti per andare e tornare da

Marte, distante 250 milioni di chilometri dalla Terra. A vegliare su di lui c’erano tre sonde in orbita intorno al pianeta,

tra cui l’europea Mars Express, posizionate per

riprendere i segnali della sonda in quei 7 minuti di

solitudine.

Curiosity si trova all’interno della sonda, protetto da un

involucro detto aeroshell.

L’attrito della sonda con l’atmosfera riduce la sua

velocità. Lo scudo termico protegge la sonda da

un’eventuale combustione. La velocità ora è di 2450

chilometri orari, equivalenti a Mach 2, cioè due volte la

velocità del suono. Troppo veloce per atterrare.

L’atmosfera marziana non è sufficiente a rallentare la

caduta. Viene, quindi, aperto un paracadute in grado di

resistere a velocità supersoniche. Pochi istanti e viene

sganciata la parte inferiore della sonda e azionato un

radar per misurare la quota in tempo reale.

http://www.esa.int/ESA3

1 tonnellata sono mille chilogrammi – un quintale sono 100 chilogrammi.4


Pochi istanti e viene sganciata la parte inferiore della

sonda e azionato un radar per misurare la quota in

tempo reale.

[Fonte: Simona Romaniello Astrofisica e divulgatrice

scientifica]

Per capire qualcosa di più proviamo a capire cosa

accade sulla terra quando cerchiamo di far atterrare

qualcosa di fragile senza danneggiarlo.

Sfida atterraggio morbido

Ogni squadra avrà due missioni da compiere. Far atterrare due oggetti fragili di

peso diverso:

a) un uovo sodo o fresco per i più coraggiosi,

b) un piatto di ceramica,

Ogni squadra è chiamata a realizzare quanto segue:

a) progettare e documentare un contenitore ed un sistema di protezione degli

oggetti fragili con il materiale dato

b) costruire il contenitore ed il relativo sistema di protezione

c) condurre l’esperimento di lancio dal punto indicato dagli educatori

d) verificare le condizioni e trarre delle considerazioni su come migliorare il

sistema di protezione.

Si hanno a disposizione 2 uova e due piatti per ogni squadra.

Utilizza le istruzioni nella sezione “Strumenti Utili - Atterraggio Morbido”

Il decollo da Marte

Quando parliamo di decollo da un pianeta naturalmente ci viene alla mente un razzo.

I razzi devono la loro applicazione scientifica al lavoro dello scienziato Isacco Newton (1642-1727) che organizzò la

comprensione della fisica del moto in tre famose leggi scientifiche.

Le leggi spiegano come funzionano i razzi e perché sono in grado di portarci nello spazio.

Un insegnante russo di scuola Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) propose di esplorare lo spazio servendosi di razzi

nel 1903. Viene chiamato il padre della aeronautica moderna per le sue intuizioni sull’utilizzo di un propellente liquido

per aumentare la portata dei razzi.

In America Robert Goddard condusse esperimenti pratici per raggiungere altezze considerevoli e analizzò

matematicamente la questione.

Un terzo pioniere fu Hermann Oberth in Germania. I primi razzi furono usati per scopi militari per bombardare Londra

durante la seconda guerra mondiale (le famose V-2) con Von Braun che si studia anche a scuola.

Ma come funziona un razzo? Quali sono i principi per cui si muove?

Un razzo nella sua forma più semplice è un contenitore che contiene un gas sotto pressione. Una piccola apertura

nel contenitore consente al gas di uscire e questo spinge il razzo nella direzione opposta.


Esperimento del palloncino e della corda

Ci serve un palloncino, una cannuccia, dello spago e del nastro adesivo.

Prendiamo una cannuccia di plastica. Ne tagliamo un pezzo da circa 6 cm e

infiliamo un estremità dello spago nella cannuccia. Stendiamo lo spago in linea

orizzontale e fissiamolo a due punti distanti qualche metro come due sedie ad

esempio. Attacchiamo del nastro adesivo alla cannuccia. Riempiamo un

palloncino e chiudiamolo con una molletta o teniamolo chiuso con le dita delle

mani. Attacchiamo il palloncino alla cannuccia con il nastro adesivo e apriamo

l’apertura del palloncino. Buon divertimento!

Le tre leggi di Newton

Perché si muova il palloncino ce lo spiega Newton con le sue tre leggi sul moto.

1. In assenza di forze, un "corpo" in quiete resta in quiete, e un corpo che si

muova a velocità rettilinea e uniforme continua così indefinitamente.

2. Quando una forza è applicata a un oggetto, esso accelera. L'accelerazione a è nella direzione della forza ed è proporzionale alla sua

grandezza, ed è inversamente proporzionale alla massa dell’oggetto.a = F/m o, come si trova in genere nei libri di testo F = m × a dove sia F che a

sono vettori con la stessa direzione

3. Per ogni azione esercitata da una forza c’è sempre una reazione uguale e opposta.


Come è fatto un razzo

Carico utile trasportato dal razzo

Carica che fa scoppiare la reazione chimica che fa esplodere il combustibile

gassoso, liquido o solido contenuto

Camera che contiene il combustibile

Nucleo

Propellente

Camera di combustione

Ali stabilizzatrici

Ugello di espulsione

Gara di veicola a razzo

• Cosa ci serve

• 4 perni per bloccare le ruote al vassoio

• Vassoio per gli alimenti in polistirolo

• Nastro adesivo

• Cannuccia di plastica flessibile

• Forbici

• Compasso

• Pennarello

• Piccolo palloncino rotondo

• Righello

• Scheda per misurare

• Metro a nastro da 10 metri


Attività creativa a squadre

Create con il materiale riciclato che hai a disposizione o che trovi disponibili a Vedeto un razzo

giocattolo statico o dinamico, secondo i vostri gusti. Una giuria indipendente valuterà le vostre

creazioni dal punto di vista estetico e funzionale.

Film - The Martian: Il sopravvissuto 5

Per l’ambientazione della nostra seconda vacanza scientifica utilizzeremo il tema del

romanzo di Andy Weir “L’uomo di Marte” da cui è stato tratto nel 2015 il film The Martian.

The Martian è un film del 2015 diretto e prodotto da Ridley Scott (regista inglese de Il

Gladiatore, Alien, Blade Runner, Robin Hood, Thelma e Louise e molti altri capolavori

cinematografici).

Il film, basato sul romanzo L'uomo di Marte del 2011 di Andy Weir, ha come protagonista

l'astronauta Mark Watney, interpretato da Matt Damon, che, erroneamente creduto

morto, viene lasciato su Marte, e racconta la sua lotta per la sopravvivenza e gli

innumerevoli sforzi per salvarsi e tornare sulla Terra.

Il film ha ricevuto numerosi premi, tra cui il Golden Globe per il miglior film commedia o

musicale e sette candidature ai premi Oscar 2016.

La trama del film è la seguente: allo scatenarsi di una violenta tempesta di sabbia su

Marte, nella zona dell'Acidalia Planitia, l'equipaggio della missione NASA Ares 3 è

costretto ad abbandonare la base e ripartire per tornare sulla Terra, ma l'astronauta Mark Watney viene colpito da

alcuni detriti della tempesta, rimane separato dalla squadra e viene dato per morto.

Rimasto solo, con poche risorse e senza avere modo di contattare la Terra per comunicare che è sopravvissuto,

Watney deve ricorrere al proprio ingegno e al proprio spirito di volontà per sopravvivere, pur sapendo che nel breve

periodo non vi è alcuna prospettiva realistica per una missione di salvataggio.

L'uomo, ingegnere meccanico e botanico, riempie una stanza del modulo spaziale con la terra di Marte, usa le proprie

feci come concime e, dopo aver anche escogitato un modo per produrre dell'acqua tramite condensazione, riesce a

creare una coltivazione di patate che gli potrebbe consentire di sopravvivere fino alla missione successiva, il cui

arrivo su Marte è previsto quattro anni dopo.

Nel frattempo la NASA, che continua a monitorare il pianeta attraverso i satelliti in orbita, si rende conto che Watney

è sopravvissuto (la posizione dei moduli nella base non è la stessa di quella di quando Watney sarebbe dovuto essere

morto).

Lo stesso Watney, spostandosi tramite un rover, riesce a recuperare e a riattivare il vecchio Mars Pathfinder. Il riavvio

del Pathfinder, che riprende immediatamente a inviare nuove informazioni sulla Terra al Jet Propulsion Laboratory,

consente in un primo momento a Watney di comunicare con la NASA tramite la fotocamera di cui è dotato e

successivamente di stabilire una chat.

Dopo avere inizialmente deciso di mantenere segreto ai membri equipaggio dell'Ares 3 che Watney è sopravvissuto,

per evitare di farli sentire in colpa per averlo abbandonato, la NASA comunica ai suoi ex compagni che egli è ancora

vivo.

Durante il rientro di Watney da una delle sue escursioni marziane la camera di decompressione della serra esplode,

distruggendo tutto il raccolto.

A questo punto a Watney non restano molte scorte per sopravvivere e la missione per il suo recupero appare ancora

troppo distante nel tempo.

https://it.wikipedia.org/wiki/Sopravvissuto_-_The_Martian5


https://it.wikipedia.org/wiki/Sopravvissuto_-_The_Martian

La NASA decide quindi di approntare una nave di soli viveri per poterlo rifornire, e, a causa della necessità di operare

in tempi brevi, vengono accelerati al massimo i processi di sviluppo e controllo.

Tuttavia, forse a causa proprio dei mancati controlli di sicurezza, il razzo esplode poco dopo il lancio, facendo fallire la

missione.

Quando tutto sembra perduto, a offrire la soluzione è Rich Purnell, un giovane astrodinamico della NASA che ha

calcolato una manovra di fionda gravitazionale con la Terra grazie alla quale l'astronave Hermes, che sta riportando

l'equipaggio di Ares 3, potrebbe tornare su Marte in poco tempo.

Grazie all'aiuto dell'Agenzia spaziale cinese viene inviato un modulo contenente i viveri necessari al ritorno

dell'equipaggio verso Marte e al successivo rientro sulla Terra.

Il modulo viene agganciato in un rendezvous in orbita terrestre da Hermes.

Nel frattempo su Marte Watney deve razionare il cibo per riuscire a sopravvivere, mangiando sempre meno ogni

giorno e diventando sempre più magro.

Per raggiungere i suoi compagni nello spazio l'astronauta usa un modulo già predisposto dalla NASA per la successiva

missione Ares 4, che si trova nel cratere Schiaparelli.

Il modulo è però troppo pesante per potere raggiungere una nave non orbitante intorno al pianeta, e di conseguenza

Watney deve alleggerirlo eliminando tutto il possibile; per potersi liberare del peso necessario il modulo viene

lanciato nello spazio coperto solamente da un telo di plastica.

Dopo il lancio, con un'operazione di recupero rocambolesca, Watney si ricongiunge finalmente con i suoi compagni.

Tornato sulla Terra, Watney prende la posizione di istruttore per i nuovi candidati al programma di formazione degli

astronauti.

Mentre i suoi compagni e le persone che hanno preso parte al salvataggio iniziano una nuova vita, la NASA e la CNSA

lanciano il nuovo vettore Ares 5.

Qui sotto: immagine tratta dal Film The martian


Thymio il robot educativo 6

Thymio (soffio di vita in greco) è basato sull’ “educare”, visualizzare i meccanismi, permettere l’accesso, creare il

“senso critico”. È progettato con un look “neutro”, che permette di adattarsi ai bisogni, di far esprimere la creatività e

la voglia di realizzare le proprie idee.

Come definire il robot Thymio in due parole? Direi che è un robot “controcorrente”. Infatti, in un periodo dove non

passa una settimana senza l’annuncio di un nuovo robot “educativo”, il robot Thymio resta una specie di eccezione, cha

va controcorrente rispetto a vari aspetti. Al contrario di moltissimi robot che si basano sul “convincere” o

l’intrattenere, Thymio è basato sull’ “educare”, visualizzare i meccanismi, permettere l’accesso, creare il “senso

critico”. Al contrario dei robot che normalmente sfoggiano look incredibili, high-tech o fantascientifici, Thymio è

progettato con un look “neutro”, che permette di adattarsi ai bisogni, di far esprimere la creatività e la voglia di

realizzare le proprie idee. Al contrario dei robot giocattolo che devono attrarre l’attenzione di un sesso (blu o rosa?) e

di un’età, Thymio resta impassibilmente neutro, per permettere un utilizzo da parte di ragazzi e ragazze di diversa età.

Al contrario dei robot pensati e progettati per passare di moda e sparire per alimentare il consumismo, Thymio si

rinnova nel software, sulla base di un hardware avanzato, stabile, robusto, che può essere riparato grazie a una

documentazione completa e un’elettronica smontabile.

Tutte queste caratteristiche nascono da una volontà di creare un robot che permetta a ciascuno di impadronirsi della

tecnologia, di capirla e padroneggiarla al pari di un attrezzo da lavoro, probabilmente uno dei più importanti tra quelli

che popoleranno il nostro futuro. Il progetto Thymio è nato da una collaborazione tra il Politecnico di Losanna, in

Svizzera, (EPFL. Ecòle Polytechnique Federale de Lausanne) e la scuola d’arte della stessa città (écal), durante un

workshop nel lontano 2006. Due designer, Julien Ayer e Nicolas Le Moigne, ispirati dalle realizzazioni robotiche del

Politecnico presentate da Francesco Mondada, immaginano un sistema modulare che permette di dare una “vita

robotica” ad un qualsiasi oggetto, grazie a dei moduli dotati di sensori, motori, batteria e “cervello”.

Negli anni seguenti questo concetto viene prototipato al Politecnico e testato con diversi ragazzi e ragazze,

raccogliendo un enorme successo. Ne nasce una versione prodotta in serie, che viene battezzata “Thymio”, da un

termine greco che significa “soffio di vita”. Infatti questo primo robot Thymio permetteva di dare vita a qualsiasi

oggetto. Dopo aver distribuito mille di questi robot, il Politecnico si associa con l’alta scuola di ingegneria e gestione

aziendale di Yverdon-les-Bains, a una trentina di chilometri di distanza da Losanna, per condurre uno studio di

mercato con questo primo gruppo di utilizzatori di Thymio. Una settantina di famiglie risponde all’appello e offre una

serie di consigli che formano quello che sarà alla base della definizione delle specifiche di un nuovo robot, Thymio II:

un robot meno modulare ma sempre flessibile nel suo utilizzo, programmabile, con moltissimi sensori e attuatori,

neutro nell’aspetto rispetto a sesso ed età degli utilizzatori, compatibile con giochi di costruzione presenti nelle case

e conosciuti, ricaricabile e robusto.

Thymio II (che da qui in avanti chiameremo semplicemente Thymio) viene sviluppato dal gruppo di Francesco

Mondada nell’ambito del polo nazionale svizzero di ricerca sulla robotica “Robotics”, che ha un branca dedicata alla

robotica educativa. Questo sviluppo viene portato avanti in parallelo ad altre azioni di educazione alla tecnologia, tra

le quali un festival di robotica, che sarà il primo mezzo di diffusione del robot Thymio. La produzione e la vendita del

robot è affidata ad un’associazione senza scopo di lucro, Mobsya, sottolineando la centralità degli obiettivi sociali ed

educativi rispetto a quelli commerciali. Sviluppato con un modello “open source”, cioè dove tutti i dati della

concezione sono disponibili pubblicamente, questo robot si fa notare da diversi istituti svizzeri ed europei. Il

Politecnico di Zurigo (ETHZ) adotta Thymio e sviluppa un linguaggio grafico per programmarlo. L’Istituto nazionale

francese per la ricerca nell’informatica e nell’automazione (INRIA) valuta una serie di prodotti e decide che Thymio è il

miglior sistema robotico per l’educazione alle scienze digitali nelle scuole francesi.

Diversi istituti francesi seguono questa scelta, con la pubblicazione di un vasto repertorio di materiale didattico

basato su Thymio, utilizzando in modo ottimale le caratteristiche uniche di questo robot.

Articolo di F. Mondada apparso su pedagogia.it edito da Stripes Coop. Sociale Onlus6


http://pedagogia.it

Tecnicamente, Thymio è un robot mobile da tavolo, cioè con dimensioni che gli permettono di muoversi liberamente

su di un tavolo: 11 centimetri di larghezza, 11 di lunghezza e 5,5 centimetri di altezza. La sua forma permette, oltre ad un

utilizzo come robot mobile, di posarlo sui lati o sul dorso, permettendo di usare le sue ruote indipendenti per attivare

meccanismi di ogni tipo, fissati a Thymio grazie a diversi punti d’aggancio sul guscio e sulle ruote stesse.

Thymio può cosi assumere le sembianze di uno zombie, di un mostro a 8 zampe, dar vita ad una funivia o trasformarsi

nel vogatore di una barca a remi.

Questa flessibilità meccanica è associata a un vasto numero di sensori e attuatori. Due ruote, combinate con un terzo

punto d’appoggio, permettono a Thymio di spostarsi su una superficie piana. Sull’asse che collega idealmente le due

ruote si trova un foro verticale centrale che permette di posizionare un pennarello e tracciare al suolo la traiettoria

del robot, permettendo, ad esempio, di utilizzare il robot per comporre disegni geometrici. Due sensori diretti verso il

suolo si trovano sulla parte anteriore permettendo di misurare sia cambiamenti di colore del suolo, sia di percepire la

fine della superficie del tavolo. La percezione del colore del suolo permette di seguire delle linee o dei disegni più

complessi.

Thymio dispone inoltre di un accelerometro a tre assi, che permette di misurare l’orientamento nello spazio rispetto

alla gravità terrestre, di misurare l’inclinazione nello spazio del robot, sia nel caso di una manipolazione da parte

dell’utente, che nel caso di un’inclinazione della superficie sul quale si muove. L’accelerometro permette anche di

percepire dei colpi dati sul guscio del robot (in gergo chiamati “tap”) o determinare la caduta libera del robot.

Quando si muove su una superficie, il robot può percepire degli ostacoli utilizzando sette sensori di prossimità, dei

quali cinque posizionati sulla parte anteriore, e due sulla parte posteriore. Inoltre Thymio percepisce i suoni grazie a

un microfono, e misura la temperatura ambiente con un termometro digitale.

L’interattività di Thymio è un elemento chiave del suo utilizzo a scopo pedagogico. Per questo, l’attività di ogni

sensore è visualizzata in tempo reale direttamente sul guscio del robot, esattamente dove è realizzata la misura del

sensore. Questo si traduce tecnicamente in 39 LED colorati, luci che cambiano di intensità e vengono percepiti in

trasparenza sul guscio del robot producendo colori che riflettono le attività del robot: la percezione di ostacoli e la

loro distanza, la temperatura, l’attività interna ecc. L’attività del robot viene anche sottolineata da effetti sonori,

grazie ad un altoparlante integrato. Una carta micro-SD è a disposizione per ampliare la gamma di possibilità audio di

Thymio e per memorizzare programmi. Questi accorgimenti tecnici permettono ad un ragazzo o una ragazza che

osserva Thymio, di capire immediatamente cosa stia accedendo e cosa Thymio percepisce del suo ambiente grazie ai

suoi sensori.


L’utente può interagire con Thymio anche con cinque tasti piazzati a croce sul dorso del robot. Inoltre, Thymio è

equipaggiato con un ricettore di comandi a distanza a infrarossi, che permette di interagire a distanza e l’impiego di

telecomandi.

Thymio funziona con una batteria, ovvero un accumulatore al litio-polimero ricaricabile tramite una presa micro-USB,

come quella della maggior parte dei telefoni cellulari. La connessione USB può anche essere utilizzata per

riprogrammare il robot trasferendo il programma da un computer al robot. Esiste anche una versione wireless (senza

fili), permettendo in questo caso una connessione continua con il robot anche durante i suoi movimenti.

Le interfacce di programmazione, come per tutto il resto della concezione di Thymio, sono progettate per permettere

a chiunque un approccio graduale alla robotica. Sono disponibili tre tipi di programmazione: visuale grafica, testuale,

e basata su blocchi di testo (alla Scratch per intendersi), dove la grafica è combinata con il testo del codice.

L’interfaccia di programmazione più accessibile si chiama VPL (Visual Programming Language) ed è interamente

grafica, senza nessun elemento di testo. VPL permette una programmazione anche con bambini che non sanno ancora

leggere e scrivere. L’interfaccia rappresenta a sinistra, in arancione, le possibilità sensoriali di Thymio, ovvero gli

eventi prodotti dai sensori, e a destra, in blu, le possibilità di azione del robot grazie ai suoi attuatori. Il programma

viene creato al centro, associando percezioni e relativi eventi ad azioni corrispondenti: ad esempio quando Thymio

rileva un ostacolo lo evita. Nella figura 4, a fianco della programmazione visuale, appare il codice testuale equivalente

prodotto automaticamente dall’interfaccia di programmazione. Questo abbinamento, grafico e testuale, permette un

passaggio da un modo di programmazione all’altro, permettendo all’utente di accedere a una programmazione

complessa in modo graduale e naturale. La programmazione testuale pura può essere realizzata con un’interfaccia

più completa in un ambiente di sviluppo software più classico, che non presentiamo qui. Un secondo modo graduale di

avvicinarsi alla programmazione è l’utilizzazione della programmazione con “Blockly” o “Scratch”. L’hardware del

robot, le varie interfacce di programmazione, ma anche gli accessori per personalizzare il robot e tutto il materiale

educativo sono sviluppati da vari enti o persone che formano una comunità, un vero e proprio “eco sistema” a

supporto di Thymio, contribuendo al progetto e pubblicando tutti i documenti con licenze open source. Questa

diversità di competenze, di punti di vista, di “saperi” ed esperienze, e di culture di nazioni diverse permette di disporre

di una ricchezza enorme ed unica: hardware e software di qualità, sviluppato dalle migliori università europee

specializzate in robotica, materiale pedagogico creato da esperti internazionali e insegnanti di vari paesi, in varie

lingue e adattati a vari curriculum scolari ed esigenze formative. Accessori fatti da designer esperti, con vari approcci

e filosofie. Questa è forse la più grande ricchezza di Thymio, che promette di arricchirlo ancora di più e creare in

futuro nuovi elementi, molti già in preparazione, che lo renderanno ancora di più “controcorrente”!


Programmare Thymio con Visual Programming Language


I blocchi di programmazione VPL – Blocchi BASE


I blocchi di programmazione VPL – Blocchi AVANZATI


Terreno, Acqua e Coltivazione

Acqua su Marte 7

Da molti punti di vista, Marte è il più simile alla Terra fra tutti i pianeti. Un visitatore troverebbe una giornata

marziana solo leggermente più lunga di una terrestre.

Anche Marte è inclinato sul suo asse in modo simile alla Terra, quindi ha le stagioni.

Sia Marte che la Terra hanno bianche calotte polari. Quelle di Marte sono molto più piccole e sottili, quindi

aumentano rapidamente in inverno e scompaiono quasi del tutto in estate.

Sono molto più fredde di quelle terrestri, infatti contengono anidride carbonica ghiacciata (il famoso 'ghiaccio

secco' usato per creare l'effetto nebbia negli spettacoli) oltre all'acqua ghiacciata.

Attualmente Marte è nel pieno di un'era glaciale, pertanto non può essere presente acqua liquida sulla sua

superficie. Il pianeta, tuttavia, sembra essere stato più caldo e più umido in passato.

Le immagini riprese dai satelliti mostrano canali tortuosi che sembrano corsi di fiumi in secca.

Queste immagini suggeriscono che un tempo la superficie del pianeta fosse attraversata da grandi quantità d'acqua

alimentata da ghiaccio disciolto. Probabilmente vi erano anche precipitazioni di acqua e di neve.

Molti dei canali sembrano avere riempito grandi crateri o essersi svuotati nelle pianure settentrionali.

Alcuni scienziati ritengono che ci fosse un grande oceano che copriva l'emisfero nord di Marte.

Ma dove è finita l'acqua? Una parte può essersi dispersa nello spazio, mentre il resto è probabilmente ghiacciata al

suolo.

https://www.esa.int/esaKIDSit/SEMS7QWJD1E_OurUniverse_0.html7


https://www.esa.int/esaKIDSit/SEMS7QWJD1E_OurUniverse_0.html

Sfida - Modificare il robot Thymio per raccogliere campioni di terra di Marte

In questa sfida dovrete progettare una soluzione che preveda due Thymio che si muovono in una valle di Marte perché

carichino un campione di regolith e lo trasportino sino ad un punto di raccolta.

Vi verrà mostrato il campo di prova che simula la superficie di Marte. Vi sono due robot e un computer per

programmare i due robot. Ogni squadra nel proprio tavolo di test studia il problema con i propri robot. Progetta come

risolvere i problema visto il campo di prova e modifica i propri robot per risolvere il problema.

Scrive il programma per ciascun robot e quando la squadra è pronta si reca alla base di test e riscrive il programma e

vede il risultato,

Per questa attività verrà dato un tempo massimo di due ore dopo di che le missioni saranno riuscite o fallite.

Visita ai laboratori scientifici di analisi di MCM Ecosistemi 8

La sera del 4 luglio ci recheremo presso i laboratori della società MCM Ecosistemi fondata e diretta dal Dott. Paolo

Manfredi a Podenzano (PC). MCM Ecosistemi è una società che opera dal 1997 offrendo servizi avanzati nel settore

della tutela ambientale, nelle bonifiche di siti contaminati e nelle attività di recupero, trattamento, smaltimento

rifiuti. MCM Ecosistemi da anni, con i propri cantieri dislocati nel nord Italia, risolve, con assoluta affidabilità, i

problemi di recupero di numerose tipologie di rifiuti industriali; affronta, con grande impegno, le attività di studio e

ricerca nel settore del trattamento e della decontaminazione del suolo, delle acque e dei rifiuti.

I laboratori Ecosistemi sono specializzati in analisi chimiche e ambientali, indagini e ricerche nel settore dell’ecologia

e della protezione ambientale. Le sofisticate attrezzature e l’elevato profilo dei tecnici hanno consentito lo sviluppo

reciproco con numerosi centri di sperimentazione ed istituti universitari, fino a giungere al riconoscimento

istituzionale di laboratorio di ricerca da parte del Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca (G.U. 23

maggio 2011).

Vediamo alcune domande che affronteremo con il Dott. Manfredi:

• "Il suolo di Marte contiene tutti gli ingredienti necessari per far crescere delle piante?

• L'uomo che vorrà vivere su Marte dovrà portarsi qualche "ingrediente" per migliorare il suolo?

• Cosa si intende per migliorare il suolo? Come si effettua una analisi del suolo?

• Cosa significa lavorare in un laboratorio di analisi? Quale attività viene svolta nel Laboratorio Scientifico che

visitiamo?

http://www.mcmecosistemi.com/index.php8


Dott. Paolo Manfredi – MCM Ecosistemi

Paolo Manfredi, nato a Piacenza il 17/12/63, sposato con

due figli; si diploma come Perito Agrario a Piacenza e si

laurea in Scienze Biologiche all’Università di Parma: in

seguito si abilita alla professione di Biologo e realizza

una società a La Spezia nel settore dei servizi ambientali

e ha operato come consulente del Ministero

dell’Ambiente a Roma.

Fonda nel 1997 la società Ecosistemi – di cui è

Amministratore unico – e sviluppa il proprio laboratorio

chimico di analisi e di ricerca operativo sul suolo e sui

problemi ambientali; si specializza nel campo della lotta

al degrado dei terreni e della desertificazione

realizzando il principio della ricostituzione, una nuova

tecnologia e visione nella produzione di terre fertile che

si basa su specifici principi della scienza del suolo;

deposita due brevetti della tecnologia inventata che sarà

riconosciuta a livello internazionale anche nel mondo

accademico.

Collabora con diverse Università italiane pubblicando

lavori scientifici sullo sviluppo e sui risultati delle

tecnologie applicate alla fertilizzazione dei terreni aridi e

desertificati.

E’ membro della Società Italiana Scienze del Suolo.

Vita su Marte

Anche con i telescopi più potenti è molto difficile vedere i dettagli di Marte. Alla fine del XIX secolo, alcuni scienziati

pensarono di aver visto linee rette che attraversavano la superficie del pianeta e univano aree verdastre, che

sembravano zone coltivate. Quindi gli scienziati ritenevano che le linee rette fossero canali costruiti dai marziani per

portare acqua ai raccolti.

Le immagini scattate dai veicoli spaziali hanno dimostrato che questi canali non esistono. Non c'è alcun segno di vita,

vegetale o animale, sul pianeta. Oggi sappiamo che Marte è un pianeta molto freddo e asciutto, sulla cui superficie

non può esistere acqua liquida. Vi sono tuttavia vaste aree di acqua ghiacciata sulle sue calotte polari. Vi è inoltre

molto ghiaccio nel terreno gelato – come si trova nelle regioni del permafrost nel Canada settentrionale e in Russia.

Sono stati anche scoperti dei grandi canali asciutti che dimostrano come un tempo vi sia stata abbondante acqua

sulla superficie del pianeta. Recenti risultati della sonda Mars Express e di altre missioni mostrano che nel

sottosuolo di Marte potrebbe esserci acqua liquida. Se un tempo Marte era più caldo e più umido, la vita potrebbe

essere iniziata sul pianeta rosso. Al di sotto della superficie ghiacciata, potrebbero ancora esistere forme di vita

semplici come i batteri.

Nel 1996, un gruppo di scienziati rivelò a tutto il mondo di aver trovato prove della presenza di batteri all'interno di un

meteorite proveniente da Marte. Tuttavia, oggi questa idea non è condivisa dalla maggior parte dei loro colleghi. Se in

futuro si trovasse qualche forma di vita su Marte, sarebbe la prima prova che non siamo soli nell’universo.


Energia: fotovoltaico e induzione

Con il termine energie rinnovabili si intendono forme di energia che si rigenerano in tempi brevi se confrontati con i

tempi caratteristici della storia umana. Le fonti di tali forme di energia sono dette risorse energetiche rinnovabili.

Energia solare e pannelli fotovoltaici

L'energia solare è l'energia associata alla radiazione solare e rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra

così come in tutto il sistema solare.

La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia

usata dall'umanità nel suo complesso, ma poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree

molto vaste per averne quantità significative, e piuttosto difficile da convertire in energia facilmente sfruttabile con

efficienze accettabili.

Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico costituito essenzialmente dall'assemblaggio di più moduli

fotovoltaici che sfruttano l'energia solare incidente per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico,

della necessaria componente elettrica (cavi) ed elettronica (inverter) ed eventualmente di sistemi meccanici-

automatici ad inseguimento solare.

Il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica

quando sollecitati dalla luce, ovvero l’effetto fotovoltaico.

L'effetto fotovoltaico è il fenomeno fisico che si realizza quando un elettrone presente nella banda di valenza di un

materiale (generalmente semiconduttore) passa alla banda di conduzione a causa dell'assorbimento di un fotone

sufficientemente energetico incidente sul materiale.

L'effetto fotovoltaico, osservato per la prima volta da Alexandre Edmond Becquerel nel 1839, costituisce una delle

prove indirette della natura corpuscolare delle onde elettromagnetiche.

La teoria fisica che spiega l'effetto fotoelettrico, del quale l'effetto fotovoltaico rappresenta una sottocategoria, fu

pubblicata nel 1905 da Albert Einstein che per questo ricevette il Premio Nobel per la fisica nel 1921.


Quando una radiazione elettromagnetica investe un materiale può, in certe condizioni, cedere energia agli

elettroni più esterni degli atomi del materiale e, se questa è sufficiente, l'elettrone risulta libero di allontanarsi

dall'atomo di origine. L'assenza dell'elettrone viene chiamata in questo caso lacuna.

L'energia minima necessaria all'elettrone per allontanarsi dall'atomo (passare quindi dalla banda di valenza che

corrisponde allo stato legato più esterno alla banda di conduzione ove non è più legato) deve essere superiore alla

banda proibita del materiale.

I primi pannelli solari furono prodotti dalla azienda giapponese Sharp nei primi anni del 60 dello scorso secolo.

Induzione - Caricatori wireless e trasmissione dell’energia senza fili

La più comune forma di trasferimento di energia wireless è effettuata utilizzando il metodo dell'induzione

elettromagnetica.

Il fenomeno che sta alla base di questa idea è quello dell’accoppiamento induttivo che avviene quando una

corrente elettrica passa attraverso un normale cavo: intorno ad esso si forma un campo magnetico, e a sua volta

questo campo induce una corrente nel cavo vicino. La legge di Faraday.

Ormai da 200 anni gli scienziati sanno bene che per trasferire energia elettrica non vi è bisogno di cavi in diretto

contatto. I motori elettrici e i trasformatori, ad esempio, dispongono di bobine che si scambiano energia sfruttando

l’induzione elettromagnetica. Molto più tardi è stato scoperto lo stesso fenomeno nelle onde radio e nella luce.

Ma il trasferimento da un punto ad un altro, tramite la radiazione elettromagnetica, è estremamente inefficiente

perché le onde tendono a diffondersi in ogni direzione facilitando la dispersione ambientale.

Sfida Thymio - Carica ad induzione

Abbiamo a disposizione un caricatore ad induzione Qi.

Qi (pronunciato "chi") è una interfaccia standard sviluppata dal

consorzio Wireless Power Consortium (Consorzio energia senza

fili) per la trasmissione di energia elettrica attraverso

l'induzione elettromagnetica su una distanza di massimo 4 cm.

Il sistema Qi comprende un trasmettitore di energia e un

ricevitore compatibile in un dispositivo portatile.

Piazzeremo un ricevitore Qi collegato alla presa micro USB

sotto un robot Thymio e un caricatore in una base su Marte.

Il compito di ciascuna squadra consiste nel pensare a come

risolvere il problema del far trovare il caricatore Qi al Thymio

e di programmarlo per caricarsi regolarmente sul Qi stesso.

Abbiamo 30 minuti per pensare ad una soluzione, 5 minuti a squadra per presentare l’idea e 1 ora di tempo per

realizzare l’idea ed il programma dividendosi il lavoro nella squadra e verificarlo sul campo prova.


La superconduttività

La superconduttività è un fenomeno fisico che comporta resistenza elettrica nulla ed espulsione del campo

magnetico, esso avviene in alcuni materiali al di sotto di una caratteristica temperatura critica. Tale proprietà fu

scoperta per la prima volta nel 1911 da Heike Kamerlingh Onnes. (Prese per questo il premio Nobel nel 1913)

Come il ferromagnetismo e le linee spettrali atomiche tale fenomeno non è spiegabile mediante la fisica classica, ma

solo mediante la meccanica quantistica.

L'effetto Meissner-Ochsenfeld, cioè il fatto che tali materiali espellono il campo magnetico presente al loro interno

quando al diminuire della temperatura passano nello stato superconduttore, indica che la superconduttività non può

essere spiegata come un perfetto conduttore della fisica classica.

Un perfetto conduttore classico espelle per la legge di Faraday un campo magnetico se posto in un campo magnetico:

ma nella transizione non vi è nessuna variazione del campo applicato ed il campo magnetico viene espulso.

La resistenza elettrica di un conduttore metallico diminuisce gradualmente al diminuire della temperatura.

Nei metalli comuni, come ad esempio il rame o l'argento, al di sotto di una certa temperatura, che dipende dalle

impurità e dai difetti, la resistenza non varia sensibilmente.

Quindi anche vicino allo zero di assoluto i conduttori presentano una resistenza elettrica. Il fatto rilevante nei

superconduttori è che la resistenza si annulla completamente, quando il materiale è raffreddato al di sotto della

sua temperatura critica.

Una corrente elettrica può scorrere indefinitamente in un circuito chiuso senza nessun generatore.

Prof. Lucio Rossi – CERN

Lucio Rossi è Capo del "Magnets, Cryostats and

Superconductors Group" al CERN di Ginevra.

Laureato in Fisica all'Università di Milano, dal 1981 Lucio

Rossi è ricercatore dell'Infn (Istituto nazionale di fisica

nucleare) e dal 1992 è professore associato del

Dipartimento di Fisica dell'università di Milano. Il gruppo

in cui Lucio Rossi è inserito, diretto dal professor

Francesco Resmini, progetta e costruisce il Ciclotrone

Superconduttore, uno dei primi acceleratori del mondo

che utilizza la superconduttività per generare campi

magnetici. In questo progetto Rossi collabora con il

professor Emilio Acerbi alla progettazione, costruzione e

misure delle bobine superconduttive. Nel 1989 inizia anche la collaborazione con il Cern per lo sviluppo e costruzione

dei primi magneti prototipo per Lhc (The Large Hadron Collider). Nel 1997 entra a far parte della collaborazione Atlas

e nel 2001 lascia l'università di Milano, in cui rimane professore in congedo, per andare al Cern di Ginevra a dirigere il

gruppo Magneti & Superconduttori per il progetto LHC. Nel 2004 ha lanciato la rete Europea per i magneti ad alto

campo e pulsati per i collisori adronici (finanziata dalla Unione europea) e ne è responsabile. Rossi ha partecipato

anche ad un esperimento spaziale (Ams) propugnando nel 1998 una nuova tecnologia per protezione degli astronauti

dalla radiazione in voli interplanetari basata sui grandi magneti superconduttori.


Comunicazione: i codici

Ricordate come nel film Mark Watney si è ingegnato per comunicare con la propria base sul pianeta terra non avendo

una radio ma rimettendo in funzione il Mars Pathfinder.

Proviamo a capire come i computer codificano in dati in informazioni utilizzando dei codici.

Imparare a contare

Pensavate di saper contare? Bene, ora imparerete un nuovo modo per farlo!

Sapevate che i computer usano solo zero e uno? Tutto quello che vedete o sentite dal vostro computer, parole,

immagini, numeri, filmati e anche suoni sono immagazzinati usando solo questi due numeri! Queste attività vi

spiegheranno come mandare messaggi segreti ai vostri amici usando lo stesso metodo dei computer.

Istruzioni

Ritagliate le carte dal vostro foglio o ponetele davanti a voi in modo che la carta con 16 punti sia alla vostra sinistra

come vedete qui:

Assicuratevi che le carte siano esattamente poste nell'ordine indicato nella figura. Ora, mantenendo le carte nello

stesso ordine rovesciate alcune carte sul dorso in modo che siano visibili esattamente 5 punti.

Nello stesso modo provate ora a far comparire 3 punti, poi 12 e 19. Quanti modi possibili esistono per far comparire 9

ogni numero? Qual è il massimo numero di punti che riuscite a far comparire? Qual è il minimo? C'è qualche numero 10 11

di punti che non potete ottenere fra il numero minimo e quello massimo?

9

3 si rappresenta con le carte 2 e 1 12 si rappresenta con le carte 8 e 4 19 si rappresenta con le carte 16, 2 e 1

C'è una sola rappresentazione per ogni numero.10

Il massimo numero rappresentabile è 31, il più piccolo è 0. È possibile rappresentare tutti 11i numeri naturali compresi fra questi estremi e tutti hanno una rappresentazione unica.Robot @Verdeto 2017 BRT Be Ready To Pagina di 33 56

Il sistema binario usa i numeri zero e uno per rappresentare quali carte sono dal lato con i punti e quali sul dorso. 0

corrisponde a una carta sul dorso e 1 significa che potete vedere i punti. Per esempio:

Potete scoprire cosa è 10101? E 11111 a quale numero corrisponde? In quale giorno e in quale mese siete nati?

Scrivetelo in binario. Scoprite come il giorno del compleanno dei vostri amici si scrive in binario.

Provate ora a scoprire questi numeri in codice:

Messaggio in codice

Il sopravvissuto della vostra squadra potrà comunicare con voi solo osservando il codice che gli mostrerete

utilizzando dei Thymio che si colorano di rosso (1) o di blu (0).

Scrivete un programma che consenta di

a) far diventare ROSSO [che significa 1] per un secondo il Thymio quando tocco il tasto freccia avanti (dopo un

secondo Thymio spegne i colori)

b) far diventare rosso BLU [che significa 0] per un secondo il Thymio quando tocco il tasto freccia avanti (dopo un

secondo Thymio spegne i colori).

Con Thymio così programmato possiamo creare una sequenza di 0 e 1 per scrivere il nostro codice segreto in Binario.

Il sopravvissuto ed il resto della squadra sanno che ad ogni lettera dell’alfabeto corrisponde un numero.


Scegliete una parola di 12 lettere (potete usare un servizio Web che vi trova tutte le parole del vocabolario di 12

lettere http://www.dizy.com/it/len/12 )

oppure una voi inventata.

Traducetela in codice binario indicando il numero corrispondente di ciascuna lettera e la sua rappresentazione in

binario da comunicare al vostro compagno usando il codice binario ROSSO / BLU e vedremo quanti dei sopravvissuti

saranno in grado di decifrare correttamente il messaggio.


http://www.dizy.com/it/len/12

Il Codice MORSE

Il codice Morse, detto anche alfabeto Morse, è un sistema per trasmettere lettere, numeri e segni di punteggiatura

per mezzo di un segnale in codice ad intermittenza.

Fu oggetto di studio di Samuel Morse dal 1835, ma venne realizzato dal tecnico Alfred Vail, suo collaboratore dal

settembre 1837. Useremo una versione semplificata del codice Morse con il concetto di PUNTO (°) e di LINEA (–).

Il codice Morse associa a ogni lettera suoni diversi, brevi e lunghi.

Qui utilizzeremo una versione semplificata con tre suoni, associando a metà dell’alfabeto suoni dai toni acuti, e

all’altra metà suoni dai toni bassi.

Creeremo così una corrispondenza tra le lettere e le note bianche e le note nere in VPL qui sotto. Sono presenti anche

alcuni esempi. Buon divertimento!

Ricordati di lasciare uno spazio vuoto tra una nota e l’altra per poterle ascoltare meglio. Osserva l’esempio a destra

per capire meglio come funziona.


R2T2 (Remote Rescue Thymio II)

R2T2 (Remote Rescue Thymio II) è l’ avventura collaborativa a distanza. Un robot Thymio può essere controllato e

programmato da qualsiasi parte del mondo con una connessione ad internet. La scuola politecnica di Losanna (EPFL)

e Il centro nazionale Svizzero di competenza nella ricerca robotica NCCR Robotics hanno creato una installazione con

16 robot Thymio comandati da remoto ed una sfida collaborativa da risolvere insieme.

Siamo nel 2032. Un meteorite ha danneggiato una stazione di potenza importante sul suolo di Marte. Abbiamo

bisogno che alcune squadre di esperti spaziali ed ingegneri dalla Terra prendano il controllo dei robot su Marte

programmandoli. La distanza tra il nostro pianeta e Marte porta a dei ritardi di trasmissione significativi (tra 3 e 21

minuti a seconda di quanto dista la terra da Marte nella sua orbita).


Vi sono quattro settori. In ciascun settore vi sono quattro robot e dopo essersi collegati con la base spaziale di Marte

in streaming su YouTube si riceveranno istruzioni sui problemi da risolvere insieme per completare la sfida e

riaccendere il reattore nucleare che da energia alla stazione di potenza su Marte. I video ed i comandi impartiti

avranno un ritardo di circa 30 secondi. Per cui si dovrà prestare molta attenzione prima di inviare i comandi al robot.

Attraverso 5 fasi le squadre si cimenteranno nel portare a termine la missione programmando e verificando in locale il

funzionamento dei robot con i programmi dati per poi lanciare in esecuzione il programma sui robot di Marte.

Prof. Francesco Mondada – EPFL

Il Professor Mondada è il “padre” del robot Thymio assieme agli

ingegneri della Associazione Mobsya per la robotica educativa ed altri

professionisti.

Francesco Mondada è un docente universitario di intelligenza

artificiale e robotica alla Scuola Politecnica Federale di Losanna

(EPFL) dove si è laureato e dove ha conseguito il suo PhD in

Microingegneria.

E’ stato insignito di numerosi premi a livello accademico e industriale

ed è stato citato in più di 7.000 ricerche scientifiche in tutto il mondo.

I suoi interessi e le sue ricerche riguardano l’educazione e la robotica.

Oltre al robot Thymio ha creato i robot Khepera, S-bot, marXbot ed e-

puck.


Risorse a disposizione

Ogni squadra avrà a disposizione un equipaggiamento composto dai seguenti oggetti:

E un “capitale” da spendere per acquistare o conoscenza (aiuto da parte degli esperti esterni alla squadra) oppure

strumenti o lavorazioni presso l’Officina Spaziale.

Questo è quanto è disponibile presso l’Officina Spaziale e vi sarà comunicato il relativo prezziario.

La squadra che sarà in grado di risolvere le missioni spendendo il meno possibile avrà un riconoscimento speciale al

termine della vacanza.

Quantità Oggetto Prezzo di Mercato

20 Tappi plastica 1

10 Tappi di sughero 2

10 Bottiglie Plastica di varie dimensioni e colori 1

2 Cartone 1

20 Elastici di varie dimensioni 2

100 Stuzzicadenti 1

25 Stecchi 2

15 A4 Carta 1

10 A3 Carta 2

10 Pennarelli colorati 4

1 Forbice 4

1 Nastro adesivo 5

1 Nastro Elettricista 8

1 Candela 2

15 Fiammiferi 1

3 Sacchetti plastica 1

6 Rotoli vuoti carta igenica 1

2 Copie di giornale 2

3 Ricarica Colla a caldo 3

1 Pistola colla a caldo 20


Quesiti scientifici

Q.01 Come si chiamano i pianeti del Sistema Solare?

Q.02 Dove si trova il sistema solare? In quale galassia?

Q.03 Le ruote del Rover Curiosity hanno una forma particolare per lasciare sul

terreno di Marte uno strano segno. Di che si tratta?

Q.04 Come si chiamano i satelliti di Marte?

Q.05 Quanto dura un giorno su Marte?

Q.06 Quanto dura un anno su Marte?

Q.07 Quanto è alto il monte Olimpo su Marte?

Q.08 Quanto è lungo il canyon più esteso di Marte?

Q.09 Quanti crateri ha Marte?

Q.10 Quanto ci vuole ad andare su Marte?

Q.11 Possiamo trasmettere una comunicazione video in diretta con Marte?


Risposte ai quesiti scientifici

Q01

Mercurio, Venere, Terra, Marte (simili alla Terra, rocciosi interni)

Giove, Saturno, Urano e Nettuno (simili a Giove, giganti gassosi esterni)

Ci sono poi 5 pianeti nani classificati nel 2006: Cerere, Plutone ed Esis oltre a Haumea e Makemake.

Numerosi oggetti possono ancora essere scoperti nelle zone inesplorate del sistema solare.

Q.02

Il sistema solare si trova nel braccio di Orione della Via Lattea, poco lontano dal disco galattico, dal cui centro dista

quasi 28 000 anni luce.

Il Sole gira introno alla galassia con una orbita a forma di ellisse alla velocità di 250 km/s. Per compiere una

rivoluzione completa impiega 230 milioni di anni.

Q.03

Si tratta delle lettere J.P.L. in codice morse. JPL è il costruttore del rover Curiosity.

Q.04

Marte ha due satelliti. Phobos (in Greco significa paura) e Deimos (in Greco significa terrore)

Q.05 e 6

Un anno su Marte dura 687 giorni, un giorno su Marte (chiamato SOL) dura poco più di 24 ore e 39 minuti


Q.07

Il monte Olimpo è il vulcano + alto del sistema solare ed è alto circa 25 km

Q.08

Il canyon più esteso di Marte è la Valle Marineris che si estende per circa 4000 km

Q.09

Abbiamo contato con i satelliti dallo spazio più di 43000 crateri su Marte

Q.10

Per andare su Marte con la tecnologia attuale ci si impiega circa 8 mesi

Q.11

Non abbiamo tecnologie di trasmissione dati che consentano una trasmissione video in diretta da Marte


Vuoi diventare astronauta?

Non occorre essere superuomini o superdonne per volare nello spazio. Molti uomini e donne provenienti da vari paesi

del mondo sono riusciti a diventare astronauti: L'ESA, per esempio, può contare su 14 astronauti di otto paesi diversi.

Se volete diventare uno dei fortunati che sperimentano l'ebbrezza del decollo, vedono la Terra dall'alto e fluttuano

all'interno di un veicolo spaziale, qual è la strada da seguire?

Prima di tutto: per diventare astronauti bisogna volerlo davvero, perché occorrono tanti anni di studio e di impegno

costante prima ancora di poter iniziare l'addestramento: la maggior parte degli astronauti inizia fra i 27 e i 37 anni.

In secondo luogo: occorre seguire con profitto un

corso universitario di ingegneria, medicina o

un'altra facoltà scientifica. Molti astronauti

imparano a pilotare nelle forze aeree del loro paese.

Terzo: gli astronauti provengono da diversi paesi

europei e possono condividere missioni con

astronauti americani, russi e giapponesi, quindi

devono essere in grado di parlare inglese e russo

per poter comunicare tra loro.

Quarto: bisogna essere in buona salute perché gli

allenamenti e i voli spaziali degli astronauti possono

essere molto faticosi.

Infine: su un veicolo spaziale gli astronauti vivono e

lavorano in spazi molto angusti, quindi è necessario

avere una buona capacità di adattamento.


Lo smartphone in vacanza

Durante la vacanza cercheremo di usare lo smartphone in modo utile ed intelligente, evitando di utilizzarlo in modo da

alienarci e per usi impropri.

Siamo in compagnia per una vacanza, non per starcene da soli con il nostro cellulare.

Di regola di giorno non avremo bisogno di utilizzare lo smartphone e pertanto non lo avremo a disposizione.

Ogni sera ci diamo la regola di riporre i cellulari nell’apposito box, dove li faremo riposare e caricare in compagnia e

dove li ritroveremo al mattino per usarli solo e soltanto quando ci serviranno.

Lo smartphone sarà usato invece per registrare delle riprese video personali ovvero un video diario della vacanza da

montare insieme in una presentazione a squadre da proiettare ai genitori prima della partenza al termine della

vacanza.

Per registrare il proprio video diario realizzeremo un supporto auto costruito per registrare in modo stabile e

consistente i video messaggi.

Vorremmo evitare di farvi vivere scene come quelle di questa foto.

A proposito dove è stata scattata questa foto secondo te? Chi è l’autore del quadro? 12

Rembrandt – La ronda di notte – 1642 – Museo di Amsterdam 12


Scienza e fede. I libri sapienziali nella Bibbia

Giobbe, Proverbi, Qoèlet, Sapienza e Siracide, assieme ad alcuni Salmi detti “sapienziali”, costituiscono un gruppo di

scritti dominati dal tema della sapienza. La culla della sapienza, in Israele, fu la vita familiare e la vita del popolo.

Sembra fuori discussione, infatti, che la sapienza proverbiale israelitica sia nata nel contesto della vita di ogni giorno.

Sorti dall’osservazione critica della realtà e maturati dalla riflessione e dal dialogo, i detti popolari sono stati

trasmessi oralmente divenendo patrimonio universale. All’apertura delle nostre giornate. Leggiamo brevissimi passi

tratti da questi libri sapienziali per farci riflettere e darci ispirazioni per la giornata insieme.

Lunedì – Salmo 104 (103) Gli splendori della creazione 13

1 Benedici il Signore, anima mia,

Signore, mio Dio, quanto sei grande!

Rivestito di maestà e di splendore,

2 avvolto di luce come di un manto.

Tu stendi il cielo come una tenda,

3 costruisci sulle acque la tua dimora,

fai delle nubi il tuo carro,

cammini sulle ali del vento;

4 fai dei venti i tuoi messaggeri,

delle fiamme guizzanti i tuoi ministri.

Martedì – Qoèlet - 11 -4 6-10 14

4 Chi bada al vento non semina mai,

e chi osserva le nuvole non miete.

6 Fin dal mattino semina il tuo seme

e a sera non dare riposo alle tue mani,

perché non sai quale lavoro ti riuscirà meglio,

se questo o quello,

o se tutti e due andranno bene.

7 Dolce è la luce

e bello è per gli occhi vedere il sole.

8 Anche se l'uomo vive molti anni,

se li goda tutti,

e pensi ai giorni tenebrosi, che saranno molti:

tutto ciò che accade è vanità.

Tratto dal libro dei Salmi. Le 150 composizioni raccolte in questo libro sono considerate dalla tradizione religiosa 13

d'Israele "le preghiere" per eccellenza, come indica il termine tehillìm, con il quale la Bibbia ebraica chiama questo scritto. Probabilmente la parola "salmo" va collegata con uno strumento a corda, utilizzato per guidare con la musica la preghiera dell'assemblea.

Con lo pseudonimo di Qoèlet (termine che deriva dall'ebraico qahal, "convocare l'assemblea") l'autore di questo 14

scritto sapienziale riflette in modo disincantato e quasi provocatorio sul senso della vita e sui limiti della condizione umana. Il termine greco corrispondente, ekklesiastès, "colui che parla nell'assemblea", ha contribuito a denominare questo libro anche con il titolo di Ecclesiaste. L'espressione "tutto è vanità" è come il tema e la conclusione dell'opera. Qoèlet ne discute quasi parlando con se stesso, ma intendendo aiutare dei giovani ad affrontare la vita. Nella sua riflessione egli analizza l'esperienza che ha fatto di tutto quello che, per gli uomini del suo tempo, è un ideale o un'occupazione invidiabile: il successo, le ricchezze, la sapienza, i piaceri, la giovinezza. Robot @Verdeto 2017 BRT Be Ready To Pagina di 45 56

9 Godi, o giovane, nella tua giovinezza,

e si rallegri il tuo cuore nei giorni della tua gioventù.

Segui pure le vie del tuo cuore

e i desideri dei tuoi occhi.

Sappi però che su tutto questo

Dio ti convocherà in giudizio.

10 Caccia la malinconia dal tuo cuore,

allontana dal tuo corpo il dolore,

perché la giovinezza e i capelli neri sono un soffio.

Mercoledì Proverbi 18 15 e 24 3-5 15

15 Il cuore intelligente acquista la scienza,

l’orecchio dei saggi ricerca il sapere.

3 Con la sapienza si costruisce una casa

e con la prudenza la si rende salda;

4 con la scienza si riempiono le sue stanze

di tutti i beni preziosi e deliziosi.

5 Il saggio cresce in potenza

e chi è esperto aumenta di forza.

Giovedì – Siracide 17 1-12 16

1 Il Signore creò l'uomo dalla terra

e ad essa di nuovo lo fece tornare.

2 Egli assegnò loro giorni contati e un tempo definito,

dando loro potere su quanto essa contiene.

3 Li rivestì di una forza pari alla sua

e a sua immagine li formò.

4 In ogni vivente infuse il timore dell'uomo,

perché dominasse sulle bestie e sugli uccelli.

5 Ricevettero l'uso delle cinque opere del Signore,

come sesta fu concessa loro in dono la ragione

e come settima la parola, interprete delle sue opere.

Il libro dei Proverbi si presenta come un'ampia raccolta di massime, sentenze, insegnamenti, esortazioni che vanno 15

dalla semplice descrizione della vita di ogni giorno al poemetto finemente elaborato (come "l'elogio della donna virtuosa", 31,10-31). È un libro radicato in quella tradizione di saggezza propria dei popoli del Vicino Oriente antico, che è all'origine della letteratura sapienziale. Il contenuto di questa letteratura è la riflessione sull'esperienza quotidiana, sulla famiglia, sulla condizione dell'uomo e della donna, sui loro vizi e virtù, sul rapporto con Dio e con il prossimo. Il libro dei Proverbi, quindi, è un'opera che colloca dentro la parola di Dio la parola e l'esperienza quotidiana dell'uomo.

Il libro del Siracide è chiamato così dal suo autore, che viene presentato come "Gesù, figlio di Sira". Seguendo l'antica 16

traduzione latina, esso viene anche indicato con il titolo di Ecclesiastico ("libro da leggere nell'assemblea"), perché l'opera era molto letta nella comunità ecclesiale, a motivo del suo ricco insegnamento sapienziale, rivolto a ogni categoria di persone e valido per le diverse situazioni della vita. Il libro non ha uno schema preciso, ma si apre su un ampio orizzonte che abbraccia i molteplici aspetti positivi e negativi dell'esistenza umana. Nella sua descrizione, il Siracide presenta una visione serena del mondo e della vita, sorretta dalla presenza di Dio e dalla bontà della sua provvidenza. Robot @Verdeto 2017 BRT Be Ready To Pagina di 46 56

6 Discernimento, lingua, occhi,

orecchi e cuore diede loro per pensare.

7 Li riempì di scienza e d'intelligenza

e mostrò loro sia il bene che il male.

8 Pose il timore di sé nei loro cuori,

per mostrare loro la grandezza delle sue opere,

e permise loro di gloriarsi nei secoli delle sue meraviglie.

9 Loderanno il suo santo nome

10per narrare la grandezza delle sue opere.

11 Pose davanti a loro la scienza

e diede loro in eredità la legge della vita,

affinché riconoscessero che sono mortali coloro che ora esistono.

12 Stabilì con loro un'alleanza eterna

e fece loro conoscere i suoi decreti.

13 I loro occhi videro la grandezza della sua gloria,

i loro orecchi sentirono la sua voce maestosa.

14 Disse loro: "Guardatevi da ogni ingiustizia!"

e a ciascuno ordinò di prendersi cura del prossimo.

Venerdì – Siracide 43 9-12

9 Bellezza del cielo è la gloria degli astri,

ornamento che brilla nelle altezze del Signore.

10 Stanno agli ordini di colui che è santo, secondo il suo decreto,

non abbandonano le loro postazioni di guardia.

11 Osserva l'arcobaleno e benedici colui che lo ha fatto:

quanto è bello nel suo splendore!

12 Avvolge il cielo con un cerchio di gloria,

lo hanno teso le mani dell'Altissimo.


Strumenti Utili

Scheda Atterraggio Morbido

1. Descrivi la tua idea di progetto. Fai un disegno delle soluzioni che vi vengono in mente e discutetele per qualche

minuto.

2. Realizzate il vostro progetto indicando il materiale necessario. Potete utilizzare solo il materiale ricevuto nella

scatola risorse per la tua squadra. Se vuoi sperimentare qualcosa di diverso prova a chiedere agli educatori per

verificare se vi sono a disposizione i materiali che credi ti possano servire.

3. Quindi sperimenta le soluzioni che avete avuto.

A questo punto provate a rispondere a queste domande:

• Quale si è comportata meglio proteggendo il proprio carico?

• Fino a quale altezza ha funzionato?

• Perché alcuni esperimenti non sono riusciti e il carico (uovo, piatto) si è rotto?

• Come si potrebbe migliorare?

• Quale soluzione è la più economica a parità di efficacia?


Istruzioni per costruire il veicolo a razzo


Sagome


Bibliografia e Siti di riferimento per chi vuole approfondire

MARTE

• ESA http://exploration.esa.int/mars/

• NASA https://www.nasa.gov/topics/journeytomars/index.html

• ESA

• NATIONAL GEOGRAPHIC http://channel.nationalgeographic.com/mars/

• NATIONAL GEOGRAPHIC ITALIA http://www.nationalgeographic.it/argomento/marte Dal 15 novembre 2017 sarà presentata una serie televisiva sul canale TV National Geographic

• MARS SOCIETY http://www.marssociety.org/

• MARS 500 http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/Mars500

• SPACEX http://www.spacex.com/

THYMIO

• www.thymio.it

• www.thymio.org

LIBRI

• Sopravvissuto. The martian. di Andy Weir (Autore), T. Dobner (Traduttore)

• Come vivremo su Marte di Mary Roach (Autore), F. Mastruzzo (Traduttore), A. Vezzoli (Traduttore)

• Rosso Marte. Uomini e robot verso il pianeta su cui andremo a vivere. di Giovanni Caprara (Autore)

• Marte. La storia del nostro futuro sul pianeta rosso. di Leonard David (Autore)


https://www.nasa.gov/topics/journeytomars/index.html

http://channel.nationalgeographic.com/mars/

http://www.nationalgeographic.it/argomento/marte

http://www.thymio.it

http://www.thymio.org

Note:


Dietro le quinte…

Per preparare questa vacanza scientifica e condurla a termine numerose persone hanno lavorato sodo, studiando,

leggendo, confrontandosi, creando giochi, sfide, organizzando, cucinando e molto molto altro ancora!

Ci teniamo a dirti che questo lavoro “dietro le quinte” è anche molto interessante e divertente oltre che faticoso.

Questo lavoro aiuta spesso a costruire vere Amicizie che durano nel tempo!

Se vuoi far parte della prossima squadra che organizza la terza vacanza scientifica o se hai voglia di appassionare i

ragazzi e le ragazze, così come i bambini, alla cultura, all’arte, alla scienza e alla fede prendi contatto con noi!

Scrivi a Paolo [email protected]

Questo è il diorama di Marte per la prova di raccolta del terreno realizzato da Paolo Rossetti e Franco Federici ed è un

esempio di quello che vogliamo trasmettere.

Le vacanze scientifiche sono un incontro di persone per condividere un pezzo del proprio cammino. Insieme.


mailto:[email protected]

Grazie a tutti quelli che ci hanno aiutato a dar vita a questa SECONDA vacanza con il loro lavoro e la loro preziosissima presenza,

agli Amici Scienziati, come il Dott. Paolo Manfredi di MCM Ecosistemi,

e a quelli che ci hanno parlato in video conferenza, come il Prof. Lucio Rossi del CERN di Ginevra e il Prof. Francesco Mondada dell’EPFL.

Un grazie anche all’Associazione senza scopo di lucro Mobsya (in particolare a Christophe Barraud e Michael Bonani)

che ci ha aiutato con il Qi Charger del Robot Thymio.

Un enorme grazie a chi ci ha aiutato e condivide la sorte e la passione per questo progetto,

a Tina, Gian Franco Cesena e all’equipe di cuoche e aiutanti, a Franco Federici e Paolo Dughetti per la preparazione

e tutti quelli che ci sono stati vicini e a supporto nella animazione, nel servizio e nella preghiera

ed in tutte le attività che rendono possibile un campo estivo residenziale come questo.

E soprattutto a te che stai leggendo queste parole per aver deciso di provare questa esperienza.

GRAZIE!


WWW.THYMIO.IT

WWW.THYMIO.ORG

ROBOT @VERDETO E’ ORGANIZZATO DA

ASSOCIAZIONE DI PROMOZIONE SOCIALE BRT BE READY TO

LA FORMA DEL CUORE PARROCCHIA SANTI ANGELI CUSTODI

ANTICA PIEVE DI VERDETO

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Attivita Robot@Verdeto 2 MARTE - MCM Ecosistemi · Scoperta e curiosità Essere curiosi da sapore...

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